Bakit ang isang misyon sa kalawakan ay hindi maaaring lumipad anumang sandali: Ano ang isang window ng paglulunsad?

Bakit hindi mailunsad ang spaceship anumang oras? Ano ang launch pad? Malalaman mo ang tungkol sa lahat ng ito mula sa aming artikulo.

Artemis I misyon

Ang kahalagahan ng misyon ng Artemis I sa sangkatauhan ay kadalasang inihahambing sa paglipad ng Apollo 8 noong 1968, nang maabot ng tao ang orbit ng buwan sa unang pagkakataon sa kasaysayan. Ngunit sa oras na iyon, ang isang matagumpay na paglipad sa buwan ay dapat, una sa lahat, isang tagumpay sa pampulitika at teknolohikal na paghaharap sa pagitan ng USA at USSR, ang agham ay nasa background. Siyempre, ang programang "Apollo" ay isang malaking tagumpay, dahil ang isang tao na umalis sa Earth sakay ng unang eroplano ilang dekada lamang ang nakalipas, ay nagtagumpay sa gravity ng Earth at natagpuan ang kanyang sarili sa orbit ng isa pang celestial body.

Halos walang usapan tungkol sa economic component noong panahong iyon. Ngunit makalipas ang anim na dekada, tiyak na ang mga benepisyong pang-ekonomiya ng paggalugad sa mga mapagkukunan ng lunar ang nag-udyok sa tao na "bumalik" sa Buwan. Kung ang tanging dahilan ng mga naturang misyon ay ang pagtatanim ng watawat ng kanilang bansa sa ibabaw ng buwan, na, siyempre, sa una ay maaaring malasahan ito ng mga tao, iniisip ko kung ang gayong malalaking mapagkukunan ay kasangkot ngayon. Pagkatapos ng lahat, marami pang mas malalang problema sa Earth ngayon. Ngunit ang karera sa kalawakan ay nagpapatuloy, at ang mga pakinabang dito ay magiging napakahalaga, kabilang ang mga pang-ekonomiya.

Ibig sabihin, ang pagkansela ng paglulunsad ng Artemis I mission noong Agosto 29 ay humahantong sa pagkalugi sa ekonomiya at pananalapi. Kumbaga hindi sila nag-launch noong 29, tapos puwede na silang mag-launch noong August 30 or 31, pero ipinagpaliban nila ito hanggang September 3. Sigurado ako na marami sa inyo ang hindi nauunawaan kung bakit napili ang partikular na petsang ito. Pinag-uusapan nila ang tungkol sa ilang mga panimulang bintana, tungkol sa mga kanais-nais na kondisyon para sa paglulunsad. Alamin natin ito.

Basahin din: Manned Space Missions: Bakit Problema Pa rin ang Pagbabalik sa Lupa?

Mahigpit na mga kinakailangan tungkol sa petsa ng pagsisimula ng misyon

Ang paglulunsad na window na pinag-uusapan ay isang kundisyong ipinataw ng kalikasan at mga teknolohikal na limitasyon, isang kondisyon na dapat isaalang-alang sa panahon ng paglulunsad ng bawat bagay sa kalawakan. Para sa mga eroplano, ang isang window ng pag-alis ay kadalasang opsyonal, ngunit dahil sa mabigat na trapiko sa himpapawid, lumipad din sila sa isang tiyak na oras, iyon ay, ayon sa iskedyul. Kung walang ganoong paghihigpit, maaaring lumipad at lumapag ang eroplano kahit kailan nito gusto. Ngunit ang mga flight sa air space ay dapat na maayos. Nalalapat lamang ito sa airspace ng Earth, kung saan inilatag ang conditional air corridors para sa civil aviation sa loob ng mga dekada.

Ang isang rocket na nagdadala ng isang spaceship ay maaaring gawin din ito sa teorya, ngunit pinipigilan ito ng limitadong supply ng gasolina. Ang parehong isa kung saan oo mahirap bumalik sa Earth. Sa ngayon, maaari lamang tayong lumipad sa isang maingat na kinakalkula na tilapon kung maaari nating itugma ang mga posisyon ng mga planeta o ng Buwan sa Earth. Ang anumang paglihis ay nangangailangan ng labis na reserbang gasolina, ngunit sa espasyo ay hindi sila makokolekta tulad ng mga bonus sa isang arcade game.

Iyon ang dahilan kung bakit ang mga flight sa Mars sa ngayon ay nagaganap lamang sa dalawang taong pagitan, kapag ang posisyon nito sa dulo ng landas ng isang probe o iba pang aparato ay magiging paborable para sa pagganap ng mga gawain. Sa kaso ng mga misyon na lampas sa mga hangganan ng Solar System, ang mga landas ng paglipad ay maaaring maging mas kumplikado, dahil ang epekto ng gravity ng ibang mga planeta sa nakaplanong landas ng paglipad ay dapat ding isaalang-alang. Halimbawa, sa panahon ng paglipad ng Voyager sa mga limitasyon ng Solar System, ang acceleration dahil sa gravity ng Venus ay isinasaalang-alang, at ang New Horizons ship ay naapektuhan din ng gravity ng Jupiter. Dahil ang gasolina ay mahirap pa ring mapagkukunan sa kalawakan, at ang mga teknolohiya ng makina batay sa pagkasunog nito ay napaka-primitive pa rin. Oo, may magbabanggit ng mga panel ng kalawakan na tumutulong sa mga probe na gamitin ang kosmikong hangin upang itulak ang kanilang mga sarili, ngunit ang mga probe, hindi ang spacecraft, ang nangangailangan ng gasolina upang pumunta sa orbit at pabalik sa Earth. At kailangan mo ng marami nito.

Kawili-wili din:

• Bakit kumikislap ang mga bituin?
• Bakit ang spacecraft ay nilagyan ng mga processor ng ika-20 siglo

Ano ang mga launchpad para sa pagsisimula?

Isipin na ikaw ay nasa gitna ng isang athletics stadium at gusto mong makilala ang isa sa mga atleta na tumatakbo sa isang gilingang pinepedalan. Maaari nating subukang abutin siya, ngunit para dito kailangan nating tumakbo nang mas mabilis kaysa sa kanya, at gugugol tayo ng maraming enerhiya. Ito ay mas makatwirang kalkulahin kung kailan ang mananakbo ay nasa pinakakapaki-pakinabang na posisyon, upang siya ay maharang at sa tamang sandali ay pumunta upang salubungin siya. Dapat na tumpak ang mga kalkulasyon upang hindi tayo makarating nang maaga o huli na. Ang pinakamainam na oras upang simulan ang paglipat ay ang aming panimulang window.

Ang parehong naaangkop sa mga misyon sa kalawakan. Ang isang window ng paglulunsad ay simpleng panahon kung saan ang isang spacecraft ay maaaring maabot ang isang tinukoy na punto sa espasyo sa isang tinukoy na oras. Kasabay nito, ang mga kakayahan ng kapangyarihan ng rocket at ang trajectory ng space object kung saan dapat matugunan ng apparatus ay isinasaalang-alang. Samakatuwid, ang mga bintana ay naiiba para sa iba't ibang mga misyon. Halimbawa, para sa isang misyon sa Mars, bubukas ang window ng paglulunsad tuwing 780 araw. Ngunit para sa paglulunsad ng "Voyager-2", na ang layunin ay ang mga planeta tulad ng Jupiter, Saturn, Uranus at Neptune, gumamit sila ng isang window ng pagkakataon na lumilitaw nang isang beses lamang bawat 175 taon. Sa kabilang banda, mayroon kaming halimbawa ng Rosetta mission, na orihinal na inilaan upang pag-aralan ang comet 46P / Wirtanen, ngunit ang pagkakataong ito ay nawala dahil sa isang pagkaantala sa paglunsad, kaya isang bagong target ang napili para sa misyon, comet 67P / Churyumova -Gerasimenko.

Sa madaling sabi, ang launch launch window ay ang agwat ng oras, na kinakalkula mula sa mga kalkulasyon ng orbital mechanics, kung saan ang isang partikular na spacecraft ay maaaring lumipad at matagumpay na maabot ang huling destinasyon nito. Siyempre, isinasaalang-alang ang nakaplanong landas ng paglipad at ang masa ng kinakailangang gasolina. Samakatuwid, ang paunang window ay nangangailangan ng isang kanais-nais na lokasyon ng mga celestial body, ang gravity nito ay makabuluhang nakakaapekto sa paggalaw ng sasakyan.

Kawili-wili din:

• 10 kakaibang bagay na natutunan namin tungkol sa mga black hole noong 2021
• Terraforming Mars: Maaari bang maging bagong Earth ang Red Planet?

Apat na salik na nakakaapekto sa startup launch window

Mayroong apat na salik na nakakaimpluwensya sa pagpili ng window ng paglulunsad para sa paglulunsad ng anumang misyon sa kalawakan, kabilang ang Artemis I. Napakalapit ng mga ito sa isa't isa na ang pagkakaiba sa isa sa mga salik ay agad na nagpapawalang-bisa sa epekto ng iba.

Mga orbit at hilig

Halimbawa, kailangan ng Discovery na maghatid ng mahalagang kargamento sa ISS. Una, dapat isaalang-alang ng mga siyentipiko ang dalawang magkaibang trajectory: ang trajectory ng shuttle mismo at ang International Space Station. Dapat tiyakin ng mga siyentipiko na ang dalawang orbit ay tiyak na magtatagpo, dahil ang layunin ng misyon na ito ay upang maihatid ang mga kinakailangang suplay sa istasyon ng kalawakan. Upang gawin ito, kinakalkula nila ang eroplano ng orbit ng istasyon, isang haka-haka na sheet na pumuputol sa Earth at humahawak sa istasyon ng kalawakan sa gilid nito.

Kapag gumagalaw ang Earth at ang space station, gumagalaw din ang conventional plane na nagdudugtong sa kanila. Dapat mahanap ng mga siyentipiko ang oras kung kailan ang gilid ng Earth ay nagsalubong sa launch pad ng Kennedy Space Center sa Florida, kung saan dapat ilunsad ang barko. Hindi sila maaaring makaligtaan ng higit sa isang degree. Ang Earth ay umiikot ng 1 degree sa loob ng limang minuto, kaya ang paglulunsad ay dapat maganap nang eksakto sa loob ng limang minutong iyon.

Bilang karagdagan, ang paglulunsad ay dapat mangyari kapag ang istasyon ng kalawakan ay patungo sa timog hanggang hilaga. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang shuttle ay dapat na matagumpay na maabutan ang istasyon at sa parehong oras ay itapon ang 15-palapag na panlabas na tangke ng gasolina sa karagatan, kung saan hindi ito nagbibigay ng banta sa mga tao. Ang karagatan ay nasa hilagang-silangan, kaya ang paglulunsad ng Discovery ay kailangang maghintay hanggang lumipat ang space station sa hilaga. Nag-iiwan ito sa space shuttle ng isang limang minutong window ng paglulunsad bawat araw.

Kung tungkol sa misyon ng Artemis I, mas kawili-wili ito dito. Nais ng NASA na ilagay ang Orion sa isang malayong retrograde orbit sa paligid ng Buwan. Ito ay isang napaka-stable na orbit na may dalawang Lagrange point. Kasabay nito, ang apparatus ay gumagalaw sa paligid ng Earth sa kabaligtaran ng direksyon mula sa Buwan. Sa ngayon, ang orbit na ito ay ginagamit lamang ng isang aparato - ang Chinese Chang'e 5. Upang makapasok sa orbit na ito, kinakailangang simulan ang mga makina na maghahatid ng aparato sa Buwan sa tamang sandali at oras. Ang maniobra na ito ay tinatawag na TLI (Trans-Lunar Injection), at ang katumpakan ng pagpapatupad nito ay napakahalaga. Isa itong elementong dapat isaalang-alang kapag kinakalkula ang window ng paglulunsad.

Basahin din:

• Pagmamasid sa Pulang Planeta: Isang Kasaysayan ng mga Martian Illusions
• Teleportasyon mula sa siyentipikong pananaw at sa hinaharap nito

Ang "Precession" ay gumagalaw sa bintana

Gayundin, hindi dapat kalimutan ng isa ang tungkol sa hindi pangkaraniwang bagay ng pangunguna. Nakikita mo ang precession sa tuwing nagsisimulang paikutin ng bata ang tuktok ng jig. Una, ang axis ng pag-ikot nito ay gumagawa ng isang bilog sa hangin sa direksyon na kabaligtaran sa pag-ikot, ikiling muna ang tuktok sa isang direksyon, pagkatapos ay sa isa pa.

Gumaganap ang Earth ng mabagal na galaw na bersyon ng sayaw na ito habang umiikot ito sa Araw, at ginagawa rin ng mga satellite na gawa ng tao ang parehong paraan sa pag-orbit nila sa Earth.

Mayroong isang formula na nagbibigay-daan sa mga siyentipiko ng NASA na kalkulahin kung gaano kalaki ang aalog-alog ng satellite. Idagdag ang bilang ng mga rebolusyon na ginagawa ng satellite bawat araw, ang laki at eccentricity ng orbit, at ang inclination, at mayroon kang mga oscillations. Para sa International Space Station, ang mga numerong ito ay nagbibigay ng halaga na halos 5 degrees bawat araw, na katumbas ng humigit-kumulang 20 minuto ng araw-araw na pag-ikot ng Earth.

Nalalapat din ito sa buwan at iba pang mga planeta ng solar system. Ang mga pagbabagong ito ay nangangailangan ng tumpak na pagkalkula, kung hindi man ang anumang pagsasaayos ay nangangailangan ng labis na pagkonsumo ng gasolina at pagkawala ng nais na tilapon.

Mga kondisyon ng panahon sa paglulunsad

Narinig namin paminsan-minsan na ang paglulunsad ng rocket ay nakansela dahil may hindi magandang kondisyon ng panahon. Oo, ang kalikasan ay hindi kailangang maghintay para sa atin, palaging may ilang mga phenomena ng panahon sa ibabaw ng Earth, tulad ng mga bagyo, bagyo, bagyo, buhangin, snowstorm, atbp.

Ang mga meteorologist ng space agency ay nagsasalamangka tulad ng mga propesyonal na sumusubaybay sa takip ng ulap, direksyon ng hangin at bilis, pati na rin ang mga bagyo at iba pang masamang kaganapan sa anim na magkakaibang lokasyon sa loob ng 13 araw. Inaprubahan lamang nila ang pag-alis kung ang rocket ay hindi posibleng mahuli sa isang bagyo o sandstorm, halimbawa.

Mga kondisyon ng pag-iilaw

Ang window ng paglulunsad ay dapat magbigay ng magandang ilaw para sa lahat ng camera upang makita ng flight control team kung gaano gumagana ang lahat ng system at setting ng barko, na tumutulong upang matiyak ang kaligtasan ng space mission crew.

Halimbawa, ayon sa mga panuntunan ng NASA, hindi maaaring nasa anino ang Orion nang higit sa 90 minuto sa isang pagkakataon. Dahil kailangan nito ng sikat ng araw para sa mga panel at upang mapanatili ang pinakamainam na temperatura ng device.

Bilang karagdagan, mayroong iba pang mga kadahilanan na nauugnay sa proseso ng landing, kung saan ang Orion ay dapat pumasok sa itaas na mga layer ng kapaligiran ng Earth, pagkatapos ay iwanan ang mga ito sa ilang sandali, at muli, sa wakas, ay bumulusok sa kapaligiran. Gayunpaman, para dito, dapat maabot ng device ang naaangkop na trajectory na may kaugnayan sa Earth sa oras. Ang huling aspeto na dapat isaalang-alang ay ang oras ng landing. Nakatakdang dumaong ang Orion sa karagatan sa maghapon upang gawing mas madali para sa mga naghihintay na koponan na mahanap at makuha ang kapsula.

Kawili-wili din:

• Bakit kumikislap ang mga bituin?
• Bakit ang spacecraft ay nilagyan ng mga processor ng ika-20 siglo

Ang paglulunsad ay hindi nagaganap mula sa isang nakatigil na launch pad. Ang target ay patuloy na gumagalaw

Pag-usapan natin nang mas detalyado ang tungkol sa ilan sa mga detalye na kailangang isaalang-alang para sa paglulunsad ng misyon ng Artemis I, na maaaring ilunsad ngayong gabi.

Ang buwan ay malapit sa Earth at marahil ay hindi dapat magkaroon ng anumang malalaking problema dito. Buweno, sa kasamaang-palad, mayroong, bukod sa iba pang mga bagay, ang paggalaw ng ating planeta at ng Buwan. Ang ating satellite ay hindi lamang umiikot sa axis nito sa bilis na humigit-kumulang 0,5 km/s sa ekwador, umiikot din ito sa Araw sa halos pabilog na orbit sa bilis na 30 km/s. Dapat ding isaalang-alang na ang bilis ng paggalaw ng Earth ay idinagdag sa sariling bilis ng pagsisimula ng sasakyan.

Bilang karagdagan, ang posisyon ng Araw at Buwan na may kaugnayan sa orbit ng Earth ay patuloy na nagbabago, ito ay dapat ding isaalang-alang. Kaya, sa parehong pagkonsumo ng enerhiya/gasolina, ang paglulunsad mula sa Earth hanggang sa Buwan ay maaaring humantong sa ibang resulta depende sa timing ng paglulunsad na iyon.

Sa teorya, maaari tayong bumuo ng isang spacecraft na magiging sapat na malakas upang lumipad sa buwan araw-araw. At baka ganoon din sa hinaharap. Gayunpaman, sa ngayon, ang tagumpay ng Artemis I mission ay nangangailangan ng maingat na pagpili ng oras ng paglulunsad mula sa Earth, na magpapahintulot sa Orion na lumipat sa Buwan at pagkatapos ay pumasok sa nakaplanong orbit sa paligid ng ating satellite. Kahit na ang paglulunsad ay nasa iskedyul, ang pagkaantala ng ilang araw ay maaaring magdulot ng makabuluhang pagbabago sa tagal ng misyon.

Sa kasalukuyan, depende sa oras ng paglulunsad, ang Artemis I mission ay maaaring tumagal sa pagitan ng 26 hanggang 28 araw o 38 hanggang 42 araw. Inaasahan namin na ang misyon na ito ay magiging mas mahaba habang nakumpleto ng Orion ang 1,5 na rebolusyon sa paligid ng Buwan sa malayong retrograde orbit nito. Kung ang mas maikling opsyon ay isasaalang-alang, at ang paglabas sa lunar orbit ay magaganap sa ibang panahon, ang Orion ay gagawa lamang ng 1 rebolusyon sa paligid ng Buwan bago simulan ang pagbabalik nito sa Earth.

Basahin din: James Webb Space Telescope: 10 target na obserbahan

Posible ang mga petsa ng paglulunsad ng Future Artemis I

Ang kasalukuyang window ng paglulunsad para sa SLS rocket at ang payload nito, na nakakatugon sa pamantayan ng misyon, ay magiging Setyembre 2-6. Alam na na pinili ng NASA ang pinakamalapit na petsa para sa paglulunsad ng Artemis I mission - Setyembre 3, 2022 sa pagitan ng 21:17 at 23:17 oras ng Kyiv. Ang bawat kasunod na araw ay mayroon ding tiyak na oras kung kailan posible ang pagsisimula. Kung nabigo kang mag-alis sa loob ng panahong ito, lilitaw ang mga sumusunod na window ng paglulunsad:

• mula Setyembre 20 hanggang Setyembre 28
• mula Setyembre 30 hanggang Oktubre 4
• mula Oktubre 17 hanggang 23
• Oktubre 27
• mula Oktubre 29 hanggang 31
• at iba pa…

Maghintay lamang tayo at umaasa na ang matagumpay na paglulunsad ng makasaysayang misyon ng Artemis I ay magaganap sa lalong madaling panahon.

Basahin din:

• 100 Taon ng Quantum Physics: Mula sa Mga Teorya ng 1920s hanggang sa Mga Kompyuter
• 5 hinaharap na misyon sa kalawakan na pag-isipan

Gayunpaman, huwag kalimutan na mayroong digmaang nagaganap sa Ukraine. Kung nais mong tulungan ang Ukraine na labanan ang mga mananakop na Ruso, ang pinakamahusay na paraan upang gawin ito ay mag-abuloy sa Armed Forces of Ukraine sa pamamagitan ng Savelife o sa pamamagitan ng opisyal na pahina NBU.